钻井液用页岩抑制剂聚醚多元醇研究进展

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1、学兔兔www.xuetutu.com第30卷第1期钻井液与完井液Vo1．30No．12013年1月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDJan．2013【专论】钻井液用页岩抑制剂聚醚多元醇研究进展刘晓栋(天津中油渤星工程科技有限公司，天津)刘晓栋．钻井液用页岩抑制剂聚醚多元醇研究进展[J】．钻井液与完井液，2013，30(1)：75．79．摘要环氧乙烷、环氧丙烷共聚聚醚多元醇是一种性能优异的钻井液用页岩抑制剂、润滑剂、防泥包剂和低温流变调节剂，其无毒、易生物降解。介绍了聚醚多元醇的分子结构、国内外研究现状和中国产品

2、现存质量问题、以及近年来在环境保护、油气层保护、深水钻井、替代油基钻井液、页岩气井钻井等钻井液体系中的应用。建议中国尽快加强钻井液用聚醚多元醇的分子结构设计和产品性能持续改进等方面的研究，以改善现有产品存在的不足，提高产品质量和技术使用标准。关键词钻井液页岩抑制剂；聚醚多元醇；浊点；抑制性能；润滑性能；低温流变性能中图分类号：TE254．4文献标识码：A文章编号：1001—5620(2013)01—0075—05聚醚多元醇具有众多的钻井液优越性能，但是水基在内，疏水基在外。是以聚乙二醇(PEG)和多元醇种类繁多，存在着各种不同分子量和

3、分子结PO为原料，用常压合成装置，在碱催化剂作用下，构的衍生物。因此，如何选用更适宜于钻井液用的以阴离子聚合的方法使PO单体不断加到PEG分子多元醇就成了人们关心的问题，而目前中国油田对两端并形成PEP型嵌段共聚醚。其分子结构式如下，多元醇处理剂的分子结构、作用机理、相关性能方通过调节PEG分子量及PO单体量得到一系列EO／面都没有一个统一的定论。在查阅大量文献资料基PO嵌段长度和含量不同的PEP产物。础上，针对钻井液用聚醚多元醇，分析了其分子结CH3构、钻井液性能和作用机理、及其近年来在钻井液IHO(CH2CHO)。(CH2CH2O

4、)b(CHCH20)。H中的应用进展，对于科学研究多元醇产品结构，提2)REP、RPE聚醚多元醇。REP的引发剂是高钻井液产品质量和技术服务水平，具有重要的理具有单官能团或多官能团并含有活泼氢的化合物，论意义和应用价值。其先与EO发生加成反应，再与PO发生加成反应，1聚醚多元醇的种类及分子结构合成聚醚类产品，分子结构式如下。RPE则是在引发剂不变的情况下，先加入PO，然后再加入EO环氧乙烷、环氧丙烷共聚形成的聚醚可以分为进行加成反应，分子结构式如下。嵌段共聚醚和无规共聚醚两大类，其中，嵌段共聚H3醚可以分为PEP、REP／RPE、“P

5、luronic”和“Tetronic”REP聚醚多元醇RO(CH2CH20)(CHCH20)yH系列四类，根据分子结构中EO和PO的不同比例及其聚合方式的差异(嵌段共聚或无规共聚)而表现R0(c)x(cH2cH20)vHRPE聚醚多元醇出不同的产品性

6、o1)PEP嵌段共聚醚多元醇。PEP为三段式嵌3)“Pluronic”系列。“Pluronic”是由美国段聚醚多元醇，中间为EO段，两端为PO段，亲WyandotteChemicalCo．，公司开发的三段式嵌段聚作者简介：刘晓栋，工程师，毕业于长江大学应用化学专业，现在从事钻完井液新材料

7、研发与现场技术服务工作。地址：天津市塘沽区津塘公路40号；邮政编码300451；电话(022)66307558；E-mail：lxd41115103@126．corn。学兔兔www.xuetutu.com76钻井液与完井液2013年1月醚的商品牌号，该类表面活性剂的中间为PO段，使用无机盐抑制剂造成的钻井液絮凝、滤失量变大，两端为EO段，亲水基在外，疏水基在内。该类聚有毒性等问题，研究了1种聚氧乙烯聚氧丙烯醚醚所用的引发剂是丙二醇。在Pluronic聚醚中，PO胺，作为一种良好的黏土抑制剂，且不影响钻井液段相对分子质量一般在950~4

8、000，EO占产品总流变性能，其分子结构为HN—x一(OCH2CH：)一质量的10％～80％，因此可根据需要制造出许多不(OCHCH(CH))-NH，。M—I公司的BaileyL～为同性能的产品来。其分子结构式如下。解决使用油基钻井液产生的环保问题，从ICI化学工业公司BRIJ系列表面活性剂中优选出了一种脂ci-g．I肪醇聚氧乙烯醚，其分子结构为RO一(CH：CHO)H，HO(CH2CH20)。(CHCI~O)b(ccH2O)cH将其与无机盐协同作用，具有更好的防止黏土水化4)“Tetronic”系列。“Tetronic”是以乙二胺为

9、膨胀作用。伊朗Pars钻井液公司的ChegnySJ等人一引发剂合成的四官能团乙二胺聚氧乙烯、聚氧丙烯研究出了一种乳液多元醇钻井液体系，用其替代油嵌段聚醚，通过改变EO／PO嵌段物的位置、数量，基钻井液，解决了油基钻井液给